Элементы и параметры электрических цепей однофазного переменного тока

Цели

1.1В ходе выполнения работы студенты осваивают:

1.1.1Общие компетенции:

ОК2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

1.2.1 Осваивают умения:

- применять основные определения и законы теории электрических цепей;

- учитывать на практике свойства цепей

Данные умения направлены на освоение умений федерального государственного образовательного стандарта:

- использовать законы электротехники в практической деятельности техников;

- рассчитывать параметры электрических схем

1.2.2 Усваивают знания:

- характеристик, параметров элементов электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;

- методов расчета электрических цепей;

- построение векторных диаграмм

Данные знания направлены на освоение знаний федерального государственного образовательного стандарта:

- теоретические основы электротехники;

- принципы расчета параметров электрических цепей;

- методы измерения электрических параметров и характеристик

Оборудование, дидактическое обеспечение

2.1 Методические рекомендации по выполнению работы (Приложение А)

2.2 Формуляр отчета по самостоятельной работе 7 -8 (Приложение Б)

3 Форма организации – индивидуальная.

Порядок выполнения

4.1 Ознакомиться с методическими рекомендациями по выполнению работы.

Теоретические сведения, электрические схемы и расчетные формулы представлены в приложении А.

4.2 Повторить раздел 3 «Электрические цепи переменного тока» согласно методическим рекомендациям указанным в приложении А.

4.3 Повторить параметры, режимы электрических цепей переменного тока согласно методическим рекомендациям указанным в приложении А.

4.4 Ознакомиться с исходными данными задания

4.5 Выполнить расчеты параметров неразветвленной и разветвленной электрической цепи однофазного переменного тока

4.6 Составить векторную диаграмму неразветвленной и разветвленной электрической цепи переменного тока в масштабе

4.7Приобрести практические навыки расчета электрических цепей однофазного переменного тока с помощью векторных диаграмм

4.8 Выполнить проверку правильности расчетов параметров электрических цепей

5Методические рекомендации - Приложение А.

6 Форма отчета - приложение Б

Критерии оценок

7.1 «Отлично» - правильная запись условия задачи, рациональный вариант решения, верное указание размерностей промежуточных и окончательных результатов, рациональное выполнение проверки.

7.2 «Хорошо» - правильная запись условия задачи, верный, но не рациональный вариант решения, отсутствие размерностей, незначительные ошибки в определении параметров.

7.3 «Удовлетворительно» - правильная запись условия, наличие ошибок в определении параметров или невыполнение задания по двум параметрам.

7.4 «Неудовлетворительно» - грубые ошибки или невыполнение задания по трем и более параметрам

8 Варианты заданий для дифференцированного зачета

8.1 Задача 1

Исходные данные задания:

- электрическая схема неразветвленной цепи;

- параметры электрической цепи.

Определить:

- полное сопротивление цепи;

- напряжение, приложенное к цепи;

- силу тока в цепи;

- активную, реактивную, полную мощность цепи

R

А В

Рисунок 1 - Электрическая схема неразветвленной цепи

Таблица 1 – Параметры электрической цепи

Вариант	R				I, U, P, Q , S
					Р = 16 Вт
					I = 5 А
					S = 500 ВА

8.2 Задача 2

Исходные данные задания:

- электрическая схема разветвленной цепи;

- параметры электрической цепи.

Определить:

- токи в ветвях цепи;

- общий ток цепи;

- напряжение на зажимах цепи;

- активную, реактивную, полную мощность цепи

I

R

Рисунок 2 - Электрическая схема разветвленной цепи

Таблица 2– Параметры электрической цепи

Вариант	R			I, U, P, Q, S
				U = 30 В
				P = 1024 Вт

Приложение А

Элементы и параметры электрических цепей однофазного переменного тока

Цепь с активным сопротивлением: ; ; P = U*I, Вт

R

i

u

Рисунок А1 – Цепь переменного тока с активным сопротивлением

u,

i u

i

T=1/f

Рисунок А2 – Временная диаграмма напряжения и тока

i

u

Рисунок А3 – Векторная диаграмма напряжения и тока

Вывод: для цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе

Цепь с индуктивным сопротивлением: ; ;

L

i

u

Рисунок А4 – Цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением

u

- π/2

i

Рисунок А5 – Векторная диаграмма напряжения и тока на индуктивном сопротивлении

Вывод: для цепи с индуктивным сопротивлением ток отстает от напряжения на 90 градусов.

Цепь с емкостным сопротивлением: ; ;

С

i

u

Рисунок А6 – Цепь переменного тока с емкостным сопротивлением

i

U

+ π/2

Рисунок А7 – Векторная диаграмма напряжения и тока на емкостном сопротивлении

Вывод: для цепи с емкостным сопротивлением ток опережает напряжение на 90 градусов.

Мощность цепи переменного тока

Мгновенное значение реактивной мощности в цепи с идеальной катушкой индуктивности L определяется по формуле:

Мгновенное значение реактивной мощности в цепи с идеальной емкостью С определяется по формуле:

Для цепей переменного тока с реактивными сопротивлениями L и С значение мощности будет положительным, если знаки тока и напряжения одинаковые, при разных знаках напряжения и тока в цепи значение мощности будет отрицательным.

Положительное значение мощности означает преобразование электрической энергии, поступающей от источника, в энергию магнитного или электрического поля.

Отрицательное значение мощности означает преобразование энергии магнитного или электрического поля в энергию источника, которая поступает обратно в сеть.

Таким образом, реактивная мощность в цепи переменного тока не расходуется за период Т, а лишь перекачивается из источника в нагрузку и наоборот.

Приложение Б

Отчет по практическому занятию 7 – 8

Расчет неразветвленных, разветвленных цепей

однофазного переменного тока

Цель

– приобретение практических навыков расчета электрических цепей однофазного переменного тока с помощью векторных диаграмм

2 Исходные данные (согласно варианту)

Задача _______; вариант _________

2.1 Электрическая схема цепи переменного тока

2.2 Параметры электрической цепи:

2.3 Определяемые параметры:

Решение задачи

3.1 Расчеты параметров электрической цепи однофазного переменного тока

3.2 Векторная диаграмма электрической цепи переменного тока

3.3 Проверка правильности расчетов

Выводы по работе

Подпись студента Подпись преподавателя

_______________ _______________